[发明专利]组合物和方法

说明书

本公开涉及肾脏类器官及其制造方法。所述类器官和方法可用于多种应用中，例如疾病建模、药物筛选、再生医学和肾细胞的扩大生产。

发明领域

本公开涉及肾脏类器官及其制造方法。类器官和方法可用于多种应用，例如疾病建模、药物筛选、再生医学和扩大肾细胞产生。

发明背景

肾脏在清除废物和维持体液量方面起着重要作用。功能性工作单位被称为肾单位。人类肾脏包含多达200万个负责血液过滤的上皮肾单位，所有这些均在出生后产生。在出生后的人类肾脏中不存在肾单位祖细胞。这种祖细胞群体的缺乏不能确保肾单位自我更新的能力，因此，随后的损伤，衰老和疾病可能导致终末期肾病(ESDR)。用于治疗ESDR的有限治疗选择通常会对已经受损的肾脏带来更多压力。肾病晚期唯一可用但昂贵的治疗选择是透析和/或肾脏移植，它们均具有明显的缺点并影响患者的生活质量。

人多能干细胞(hPSC)(包括人胚胎干细胞(hES)和人诱导性多能干细胞(hiPS))向不同细胞终点的定向分化已使得能够生成多种人组织(包括肾脏)的类器官模型。先前的类器官模型(例如Takasato等人(2015)Nature,Vol.526:564-568中讨论的那些)价格昂贵，并且可能产生具有复杂三维结构的类器官，从而限制了它们在成像和筛选应用中的使用。这些类器官在培养三周后也可能受到扩散限制，从而限制了它们产生增加的细胞数量的能力和它们成熟的能力。这进而使得当前用于肾脏类器官产生的方案成为用于再生医学或疾病建模的次最佳细胞来源。因此，需要新的肾脏类器官及其制造方法。

发明内容

本发明人惊奇地鉴定了具有简化的三维结构的肾脏类器官。这种类器官是有利的，因为它们更易于成像和长期培养。因此，在一个实例中，本公开涵盖包含少于50个肾单位的肾脏类器官。在另一个实例中，肾脏类器官包含少于25个肾单位。在另一个实例中，肾脏类器官包含少于15个肾单位。在另一个实例中，肾脏类器官包含5至12个肾单位。在一个实例中，通过在足以促进肾脏类器官发育的条件下使中间中胚层(IM)细胞群体在细胞培养基中涡旋来产生肾脏类器官。在该实例中，IM细胞培养基可包含约180至220ng/ml的FGF9。

在一个实例中，通过涡旋0.5×10⁶至1.5×10⁶IM细胞/ml来产生肾脏类器官。在另一个实例中，通过涡旋约0.8至1.2×10⁶IM细胞/ml来产生肾脏类器官。在另一个实例中，肾脏类器官包含表达高水平的肾单位标记物的细胞。在另一个实例中，肾脏类器官包含表达高水平的PAX2、LHX1、SIX1、OSR1、WNT11和GATA3的任一种或多种的细胞。在另一个实例中，肾脏类器官包括表达高水平的PAX2、LHX1、SIX1、OSR1、WNT11和GATA3的细胞。在另一个实例中，肾脏类器官包含表达高水平的PAX2、SIX1、LHX1、OSR1、WNT11、GATA3、PAX8、EYA1和CITED1中的任一种或多种和/或低水平的PDGFRA、MEIS2、WT1和/或C-RET中的任一种或多种的细胞。在另一个实例中，肾脏类器官包含表达高水平的PAX2、LHX1、SIX1、OSR1、WNT11、GATA3、PAX8、EYA1和CITED1的细胞。

在另一个实例中，肾脏类器官衍生自选自由以下组成的组的干细胞：H9、hES3、iPSC GAPTrap td-Tomato、CRL1502.C32、CLR1502.3、hES3 SOX17mCherry或H9 GAPTrapLuc2。